package com.wangjie.tree;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Stack;

/**
 * @author jieshao
 * @date 2022/6/7 14:50
 *
 * 94. 二叉树的中序遍历
 */
public class InorderTraversal {
    /**
     * 递归
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Integer> inorderTraversal(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        inorder(root, res);
        return res;
    }

    public void inorder(TreeNode root, List<Integer> res) {
        if (root == null) {
            return;
        }
        inorder(root.left, res);
        res.add(root.val);
        inorder(root.right, res);
    }

    /**
     * 迭代
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Integer> inorderTraversal2(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        Stack<TreeNode> stack = new Stack<>();
        TreeNode node = root;
        while (!stack.isEmpty() || node != null) {
            while (node != null) {
                stack.push(node);
                node = node.left;
            }
            node = stack.pop();
            res.add(node.val);
            node = node.right;
        }
        return res;
    }

    /**
     * Morris 遍历
     * 
     * Morris 遍历的核心思想是利用树的大量空闲指针，实现空间开销的极限缩减。其中序遍历规则总结如下：
     * 
     * 1.新建临时节点，令该节点为 root
     * 
     * 2.如果当前节点的左子节点为空，将当前节点加入答案，并遍历当前节点的右子节点
     * 
     * 3.如果当前节点的左子节点不为空，在当前节点的左子树中找到当前节点在中序遍历下的前驱节点
     * 
     *   3.1.如果前驱节点的右子节点为空，将前驱节点的右子节点更新为当前节点，当前节点更新为当前节点的左子节点
     * 
     *   3.2.如果前驱节点的右子节点为当前节点，将当前节点加入答案，并将前驱节点的右子节点重新设为空。当前节点更新为当前节点的右子节点
     * 
     * 4.重复步骤 2 和步骤 3，直到遍历结束。
     * 
     * 这样我们利用 Morris 遍历的方法，中序遍历该二叉树，即可实现线性时间与常数空间的遍历。
     *
     * @param root
     * @return
     */
    public List<Integer> inorderTraversal3(TreeNode root) {
        List<Integer> res = new ArrayList<>();
        if (root == null) {
            return res;
        }
        TreeNode p1 = root;
        TreeNode p2 = null;
        while (p1 != null) {
            p2 = p1.left;
            if (p2 != null) {
                while (p2.right != null && p2.right != p1) {
                    p2 = p2.right;
                }
                if (p2.right == null) {
                    p2.right = p1;
                    p1 = p1.left;
                    continue;
                } else {
                    res.add(p1.val);
                    p2.right = null;
                }
            } else {
                res.add(p1.val);
            }
            p1 = p1.right;
        }
        return res;
    }
}